(57)【要約】  車両制御システム（１００）は、回転電機ユニット（４０）と、インバータ回路を含むＰＣＵ（１４）と、制御装置（１８）を含む。回転電機ユニット（４０）は、室内空間を区画してその内部に回転電機と潤滑冷却用流体を配置する筐体および蓋部と、室内空間と開閉弁（５８）を介して接続されるブリーザ（７０）とを含む。開閉弁（５８）は、通常は開状態である。制御装置（１８）は、回転電機を駆動するインバータ回路の１相短絡故障のときに、開閉弁（５８）に閉弁信号を出力する。機械的機構によって開閉弁（５８）を閉状態にすることもできる。
2011145173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、内部に潤滑冷却用流体が充填される回転電機と、
回転電機の筐体に設けられ、潤滑冷却用流体の液漏れを防止すると共に外部と気体連通するブリーザと、
回転電機の筐体とブリーザとを接続する接続部に設けられ、通常は開状態とされる開閉弁と、
潤滑冷却用流体が過熱される所定条件のときに、開閉弁を閉状態とする閉弁手段と、
を備えることを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
閉弁手段は、
回転電機を駆動するインバータ回路の１相短絡故障のときに、自動診断機能によって故障信号が出力されることを所定条件として、故障信号に同期して電気式開閉弁を閉じる閉弁信号を出力する手段であることを特徴とする車両制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
開閉弁が電気的に作動する電気式開閉弁であり、
閉弁手段は、
車両が運行可能なＲＥＡＤＹ信号がオフとなることを所定条件として、ＲＥＡＤＹ信号のオフに同期して電気式開閉弁を閉じる閉弁信号を出力する手段であることを特徴とする車両制御システム。
【請求項４】
請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
開閉弁が電気的に作動する電気式開閉弁であり、
閉弁手段は、
車両が他の牽引手段によって牽引されるときに、ＩＧスイッチをオンにしてシフト状態設定機構がニュートラル状態とされることによって出力されるニュートラル信号に同期して電気式開閉弁を閉じる閉弁信号を出力する手段であることを特徴とする車両制御システム。
【請求項５】
請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
開閉弁が機械的に作動する機械式開閉弁であり、
開閉弁の開閉手段に一方端が接続され、他方端を機械的に移動させることで開閉弁を閉方向にする操作ケーブルと、
車両のシフト状態設定機構に設けられる操作ケーブルの他方端接続機構であって、シフト状態設定機構がニュートラル状態とされるときに、操作ケーブルの他方端を移動させる他方端接続機構と、
を備えることを特徴とする車両制御システム。
【請求項６】
請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
開閉弁が機械的に作動する機械式開閉弁であり、
開閉弁の開閉手段に一方端が接続され、他方端を機械的に移動させることで開閉弁を閉方向にする操作ケーブルと、
他の牽引手段によって牽引されるときに用いられる牽引用係止部に設けられる操作ケーブルの他方端接続機構であって、牽引用係止部に懸けられる牽引力によって操作ケーブルの他方端を移動させる他方端接続機構と、
を備えることを特徴とする車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システムに係り、特に回転電機に異常が生じたときの制御を行う車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両等のように回転電機を搭載する車両では、回転電機の筐体の内部に潤滑と冷却を行うための潤滑冷却用流体が入っている。この潤滑冷却用流体としては、自動変速機内の潤滑・作動油であるＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ）と呼ばれる油が用いられる。【０００３】
例えば、特許文献１には、ブリーザ装置として、モータジェネレータを収容するケース体に設けられる吸気弁が、ケース体の内部空間の圧力が設定圧力以下となると、内部空間と外部空間との間を開放して、内部空間に吸気することが述べられている。【０００４】
また、特許文献２には、モータ絶縁保護装置として、モータ室の室内圧が設定上限モータ室内圧以上となった場合に、電磁弁を開放してモータ室の内部気体の一部を外部に放出させ、設定上限モータ室内圧未満のときは電磁弁を閉じることが述べられている。これによって、モータ室内を放電が生じない適正な室内圧に調整されると述べられている。【０００５】
また、特許文献３には、クランク直結式発電機の冷却装置において、車載ポンプとポンプ負荷との間を接続するパイプを分岐させ、電磁弁を設けて、発電機側にエアを供給し得るようにする構成が開示されている。車両が走行中は発電機が走行風で冷却され、車両が停止中はポンプ負荷にエアを供給する必要のない状態にある車載ポンプからエアが供給されて発電機が冷却されると述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１０６０２４号公報
【特許文献２】特開２００８−２２８３７８号公報
【特許文献３】特開平１０−１７４３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、回転電機の筐体の内部には、ＡＴＦが充填されているが、何かの事故で回転電機に異常が生じ、ＡＴＦが冷却のための循環をせず、しかもＡＴＦに浸漬しているコイルエンドが過熱すると、そのＡＴＦが過熱されて、白煙を生じることがある。【０００８】
１つの例は、回転電機を駆動する３相インバータ回路のうちの１相が短絡故障し、そのために車両が故障停止扱いとなって、他の牽引手段によって牽引される場合がある。この故障時牽引において、故障車両の駆動輪が路面に接触したまま牽引されると、駆動輪の回転によって回転電機が回転し、回転電機の磁石による逆起電力によってコイルに電流が流れることになる。その電流はインバータ回路に流れることになるが、ここでインバータ回路が１相短絡故障であると、その短絡故障した相のコイルには、他のコイルに流れる電流の約２倍の電流が流れる。このように、通常よりも過大な電流が特定のコイルに流れることにより、回転電機が過熱され、磁石の減磁や、コイルエンドが過熱され、回転電機自体の損傷につながるおそれがあるほか、これによってＡＴＦが過熱され、上記のように場合によっては白煙を生じることがある。【０００９】
牽引作業中とはいえ、仮に白煙が生じると、ユーザに火災発生ではないかと誤認されるおそれがある。上記のような牽引作業中における回転電機のコイルエンドの過熱を抑制するためには、回転電機を大型化し、あるいはコイル巻線を太くし、あるいは電流を流れなくするヒューズや遮断回路を設けること等が考えられる。これらの対応案は、コストが増大し、あるいは、車両搭載容積が増大する。【００１０】
また、現在のように世界中の多くの地域にハイブリッド車両等の利用が拡大してゆくにつれて、どこで回転電機の故障等が生じるかの予測が困難で、また実際の牽引作業が予め定めた作業マニュアルどおりに、駆動輪を路面に接触させないで行える環境でない場合も考えられる。【００１１】
また、回転電機の内部を密閉して、仮にＡＴＦが過熱されても白煙が外部に漏れないようにすることも考えられるが、特許文献３に述べられるように、回転電機室内を放電が生じない適正な室内圧とするためには、車両の運行走行中において回転電機室内の室内圧を外部環境の外気圧に追従させることが好ましいため、完全な密閉が困難である。【００１２】
このように、従来技術によれば、回転電機に異常が生じ、コイルエンドが過熱される状況が生じ得るときに、回転電機の内部に充填される潤滑冷却用流体の過熱による白煙を外部に出さないようにすることが困難である。【００１３】
本発明の目的は、回転電機に異常が生じてコイルエンドが過熱される状況が生じ得るときに、回転電機の内部に充填される潤滑冷却用流体の過熱による白煙が外部に出ることを抑制できる車両制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る車両制御システムは、車両に搭載され、内部に潤滑冷却用流体が充填される回転電機と、回転電機の筐体に設けられ、潤滑冷却用流体の液漏れを防止すると共に外部と気体連通するブリーザと、回転電機の筐体とブリーザとを接続する接続部に設けられ、通常は開状態とされる開閉弁と、潤滑冷却用流体が過熱される所定条件のときに、開閉弁を閉状態とする閉弁手段と、を備えることを特徴とする。【００１５】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、閉弁手段は、回転電機を駆動するインバータ回路の１相短絡故障のときに、自動診断機能によって故障信号が出力されることを所定条件として、故障信号に同期して電気式開閉弁を閉じる閉弁信号を出力する手段であることが好ましい。【００１６】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、開閉弁が電気的に作動する電気式開閉弁であり、閉弁手段は、車両が運行可能なＲＥＡＤＹ信号がオフとなることを所定条件として、ＲＥＡＤＹ信号のオフに同期して電気式開閉弁を閉じる閉弁信号を出力する手段であることが好ましい。【００１７】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、開閉弁が電気的に作動する電気式開閉弁であり、閉弁手段は、車両が他の牽引手段によって牽引されるときに、ＩＧスイッチをオンにしてシフト状態設定機構がニュートラル状態とされることによって出力されるニュートラル信号に同期して電気式開閉弁を閉じる閉弁信号を出力する手段であることが好ましい。【００１８】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、開閉弁が機械的に作動する機械式開閉弁であり、開閉弁の開閉手段に一方端が接続され、他方端を機械的に移動させることで開閉弁を閉方向にする操作ケーブルと、車両のシフト状態設定機構に設けられる操作ケーブルの他方端接続機構であって、シフト状態設定機構がニュートラル状態とされるときに、操作ケーブルの他方端を移動させる他方端接続機構と、を備えることが好ましい。【００１９】
また、本発明に係る車両制御システムにおいて、開閉弁が機械的に作動する機械式開閉弁であり、開閉弁の開閉手段に一方端が接続され、他方端を機械的に移動させることで開閉弁を閉方向にする操作ケーブルと、他の牽引手段によって牽引されるときに用いられる牽引用係止部に設けられる操作ケーブルの他方端接続機構であって、牽引用係止部に懸けられる牽引力によって操作ケーブルの他方端を移動させる他方端接続機構と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成によれば、車両制御システムは、回転電機の筐体とブリーザとを接続する接続部に、通常は開状態とされる開閉弁が設けられ、潤滑冷却用流体が過熱される所定条件のときに、開閉弁を閉状態とされる。これによって、潤滑冷却用流体の過熱による白煙が外部に出ることを抑制できる。【００２１】
また、車両制御システムにおいて、回転電機を駆動するインバータ回路の１相短絡故障のときに、自動診断機能によって故障信号が出力されることを所定条件として、故障信号に同期して電気式開閉弁を閉じる閉弁信号を出力する。これによって、インバータ回路の１相短絡故障のためにコイルエンドが過熱される状況が生じ得るときに、潤滑冷却用流体の過熱による白煙が外部に出ることを抑制できる。【００２２】
また、車両制御システムにおいて、開閉弁が電気的に作動する電気式開閉弁のときは、車両が運行可能なＲＥＡＤＹ信号がオフとなることを所定条件として、ＲＥＡＤＹ信号のオフに同期して電気式開閉弁を閉じる。電気信号を制御することで、容易に、潤滑冷却用流体の過熱による白煙が外部に出ることを抑制できる。【００２３】
また、車両制御システムにおいて、開閉弁が電気的に作動する電気式開閉弁のときは、車両が他の牽引手段によって牽引されるときに、ＩＧスイッチをオンにしてシフト状態設定機構がニュートラル状態とされることによって出力されるニュートラル信号に同期して電気式開閉弁を閉じる。車両はＩＧスイッチがオフされるとステアリングハンドルが利かなくなるので、故障車両を牽引するときには、ＩＧスイッチをオンし、シフトをニュートラルにするのが一般的である。電気式シフトを備えた車両ではそのときにニュートラル信号が出力されるので、そのニュートラル信号を用いて開閉弁を閉じることとするので、牽引のときに潤滑冷却用流体の過熱による白煙が外部に出ることを抑制できる。【００２４】
また、車両制御システムにおいて、開閉弁が機械的に作動する機械式開閉弁のときは、開閉弁の開閉手段に一方端が接続され、他方端を機械的に移動させることで開閉弁を閉方向にする操作ケーブルを用いて、シフト状態設定機構がニュートラル状態とされるときに、操作ケーブルの他方端を移動させる。車両はＩＧスイッチがオフされるとステアリングハンドルが利かなくなるので、故障車両を牽引するときには、ＩＧスイッチをオンし、シフトをニュートラルにするのが一般的である。機械式シフトを備えた車両では、このシフトレバー操作を利用して操作ケーブルを移動させて開閉弁を閉じることとするので、牽引のときに潤滑冷却用流体の過熱による白煙が外部に出ることを抑制できる。また、電気信号を用いることなく、簡単な機械的機構によって、潤滑冷却用流体の過熱による白煙が外部に出ることを抑制できる。【００２５】
また、車両制御システムにおいて、開閉弁が機械的に作動する機械式開閉弁であり、開閉弁の開閉手段に一方端が接続され、他方端を機械的に移動させることで開閉弁を閉方向にする操作ケーブルを用い、他の牽引手段によって牽引されるときに用いられる牽引用係止部に懸けられる牽引力によって操作ケーブルの他方端を移動させる。これにより、電気信号を用いることなく、簡単な機械的機構によって、潤滑冷却用流体の過熱による白煙が外部に出ることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る実施の形態において、故障車両が牽引される状況を説明する図である。
【図２】回転電機に接続されるインバータ回路に１相短絡故障が生じたときに、特定の相のコイルに過大電流が流れる様子を説明する図である。
【図３】図２において、各相コイルに流れる電流を比較して示す図である。
【図４】本発明に係る実施の形態において、回転電機に異常が生じたときの各種信号の状態変化を示すタイムチャートである。
【図５】本発明に係る実施の形態において、車両制御システムの構成を説明する図である。
【図６】図５の構成において、回転電機に異常が生じて、開閉弁が閉弁したときの様子を説明する図である。
【図７】本発明に係る実施の形態において、車両制御システムの他の構成を説明する図である。
【図８】図７の構成において、回転電機に異常が生じて、開閉弁が閉弁したときの様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、車両制御システムの制御対象の車両としてハイブリッド車両を説明するが、回転電機を搭載する車両であればよく、例えば、燃料電池を搭載する電気自動車であってもよい。以下では、１台の回転電機について説明するが、車両に搭載される回転電機は複数台であっても構わない。また、以下では、４輪駆動のハイブリッド車両として説明するが、これは車両が牽引されるときに、駆動輪が路面に接触して回転することの説明のためであって、４輪駆動以外の車両であっても勿論構わない。
【００２８】
また、以下では、電源システムとして、蓄電装置、電圧変換器、インバータ回路を含むものとして説明するが、これは主たる構成要素を述べたもので、これ以外の構成要素を含むものとしてもよい。例えば、システムメインリレー、低電圧インバータ回路、低電圧蓄電装置等を含むものとしてもよい。
【００２９】
以下で述べる温度、電圧等は、説明のための例示であり、電源システムの仕様等に応じ、適宜変更が可能である。
【００３０】
以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
【００３１】
図１は、車両制御システム１００が適用される車両１０が故障して、救助車両８によって牽引される状況を説明する図である。ここで、故障した車両１０は、４輪駆動型のハイブリッド車両であるが、救助車両８の荷台に載せるには大型であったので、前輪の部分が荷台に載るように固定され、駆動輪１２である後輪は路面６に接触した状態で牽引が行われている。したがって、救助車両８が走行するに連れて、車両１０の駆動輪１２でもある後輪は図示されるように回転することになる。なお、４輪駆動車両以外でも、牽引の状況によっては、駆動輪が路面６に接触することが生じ得る。図１は、牽引の際に駆動輪が路面６に接触する１例として示したものである。
【００３２】
車両１０は、駆動源として図示されていないエンジンと回転電機を搭載する。図１では、回転電機を含む回転電機ユニット４０と、回転電機に接続されるパワーコントロールユニット（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＰＣＵ）１４と、制御装置１８が図示されている。回転電機ユニット４０は、回転電機と潤滑冷却用流体とを収納する筐体と、開閉弁５８を介して筐体に設けられるブリーザ７０とを有して構成される。ブリーザ７０は潤滑冷却用流体の液漏れを防止するもので、通常は開閉弁５８を開状態として大気に気体的連通状態とされている。
【００３３】
制御装置１８は、車両１０の全体の動作を制御する機能を有するが、ここでは特に、回転電機に異常が生じたときに、仮に回転電機のコイルエンドが過熱されても、潤滑冷却用流体が過熱されないように制御する機能を有する。具体的には、制御装置１８は、開閉弁５８に閉弁信号を与える閉弁処理部を含んで構成される。かかる制御装置１８は、車両搭載に適したコンピュータで構成でき、上記機能は、ソフトウェアを実行することで実現できる。
【００３４】
ここで、車両制御システム１００の内容を説明する前に、図１の牽引状況が生じた前提としての車両１０の故障が、回転電機を駆動するインバータ回路に１相短絡故障であり、そのときに図１のような牽引状況の下で生じる問題を説明する。
【００３５】
図２は、回転電機３８と、車両１０の駆動輪１２と、回転電機３８を駆動するための電源回路の関係を示す図である。ここで、電源回路は、蓄電装置１６と、電圧変換器２２と、インバータ回路２４を含んで構成される。電圧変換器２２とインバータ回路２４は、まとめてインバータ部２０と呼ぶことができ、インバータ部２０は、図１のＰＣＵ１４の主要な構成要素である。
【００３６】
回転電機３８は、車両に搭載されるモータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）であって、電力が供給されるときはモータとして機能し、制動時には発電機として機能する３相同期型回転電機である。
【００３７】
電源回路の構成要素である蓄電装置１６は、充放電可能な高電圧用２次電池である。蓄電装置１６としては、例えば、約２００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池、あるいはニッケル水素組電池、またはキャパシタ等を用いることができる。組電池は、単電池または電池セルと呼ばれる端子電圧が１Ｖから数Ｖの電池を複数個組み合わせて、上記の所定の端子電圧を得るようにしたものである。
【００３８】
インバータ部２０は、高電圧直流電源である蓄電装置１６の直流電力を、３相駆動される回転電機３８の作動に適した３相駆動信号に変換する機能を有する回路である。インバータ部２０は、上記のように、電圧変換器２２とインバータ回路２４を含んで構成される。
【００３９】
電圧変換器２２は、蓄電装置１６とインバータ回路２４の間に配置され、電圧変換機能を有する回路である。電圧変換器２２としては、図２に示されるように、リアクトルと、スイッチング素子等を含んで構成することができる。電圧変換機能としては、蓄電装置１６側の電圧をリアクトルのエネルギ蓄積作用を利用して昇圧しインバータ回路２４側に供給する昇圧機能と、インバータ回路２４側からの電力を蓄電装置１６側に降圧して充電電力として供給する降圧機能とを有する。なお、電圧変換器２２には、電圧、電流の変動を抑制する平滑コンデンサが含まれる。
【００４０】
インバータ回路２４は、回転電機３８に接続される回路で、複数のスイッチング素子と逆接続ダイオード等を含んで構成され、３相電力と直流電力との間の電力変換を行う機能を有する。すなわち、インバータ回路２４は、回転電機３８を発電機として機能させるときは、回転電機３８からの３相回生電力を直流電力に変換し、蓄電装置１６側に充電電流として供給する交直変換機能を有する。また、回転電機３８を電動機として機能させるときは、蓄電装置１６側からの直流電力を３相駆動電力に変換し、回転電機３８に３相駆動電力として供給する直交変換機能を有する。なお、インバータ回路２４には、電圧、電流の変動を抑制する平滑コンデンサが含まれる。
【００４１】
インバータ回路２４は、上記のように、直流電力と３相電力との間の変換を行う機能を有するので、３相同期型である回転電機３８の３相であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応し、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム、Ｗ相アームと呼ばれる３つのアームを有する。アームとは、２つのスイッチング素子を直列接続し、２つのスイッチング素子のそれぞれにダイオードを逆接続で並列に接続した回路素子である。ここで、各相アームは、回転電機３８の各相コイルの一方端にそれぞれ接続され、回転電機３８においては、各相コイルの他方端が中立点で相互に接続されるいわゆるＹ結線が行われる。したがって、電流の流れる方向に±の符号を考えると、各相コイルあるいは各相アームに流れる電流の総和はゼロになる。
【００４２】
インバータ回路２４の１相短絡故障とは、この３つのアームのうちで、２つのアームが正常であって、残りの１つのアームが短絡する故障である。図２では、Ｕ相アームとＶ相アームが正常で、Ｗ相アームが短絡した様子が示されている。ここで、上記のように、各相アームに流れる電流の総和はゼロであるので、図２の場合、Ｕ相アームに流れる電流２８とＶ相アームに流れる電流３０とを合わせた大きさで、流れる方向が逆の電流３２がＷ相アームに流れることになる。
【００４３】
インバータ回路２４の１相短絡故障のときの実際の電流の一例を図３に示す。図３の横軸は時間、縦軸は各相アームに流れる電流値である。このように、インバータ回路２４の１相短絡故障のとき他の相電流に比べ、Ｗ相電流ＩWに集中して大きな電流が流れることが分かる。
【００４４】
このように、インバータ回路２４の１相短絡故障が生じると、インバータ回路２４はもはや正常な動作ができなくなり、回転電機３８に正常な駆動信号を供給できないので、車両１０の車両制御システム１００は、自動診断機能によって、この故障を示す信号を出力する。そして、この故障信号が出力されると、車両１０が運行可能な状態であることを示すＲＥＡＤＹ信号がオンからオフとされる。これによって、車両１０は運行ができなくなるので、車両１０は停止する。
【００４５】
その様子を図４に示す。図４は、各種信号の状態変化を示すタイムチャートで、横軸が時間、縦軸には、上段側から下段側に向かって順に、自動診断機能により出力される１相短絡故障診断信号、ＲＥＡＤＹ信号、車両１０のイグニッション（ＩＧ）信号が示される。最下段は、開閉弁５８に対する閉弁信号であるが、その内容については後述する。
【００４６】
図４に示されるように、インバータ回路２４の１相短絡故障が生じると、それを検出して、時間ｔ1で自動診断機能により１相短絡故障診断信号が正常状態から故障状態に変化する。そして、信号処理の時間遅れの後、時間ｔ2において、ＲＥＡＤＹ信号がオンからオフに変化する。なお、車両のＩＧ信号は、他の機器の状態を確認する等の時間をおいた後、時間ｔ3でオンからオフに変化する。
【００４７】
このように、ＲＥＡＤＹ信号がオフとされると、車両１０は自力走行ができない状態となるので、ユーザは、適当なサービスセンタ等に連絡して、救助車両８を待つ。救助車両８が到着すると、車両１０が牽引されてサービスセンタ等に向かうことになる。図１はそのような状態を示す図である。
【００４８】
上記のように、車両１０が走行中にインバータ回路２４の１相短絡故障が生じると、他の相電流に比べ、１相短絡故障が生じた相電流に集中して大きな電流が流れることが分かる。車両１０のＲＥＡＤＹ信号がオフとなると、インバータ回路２４も作動しないので、この大きな電流が流れることが止まる。ところが、図１のように、牽引の際に、駆動輪１２が回転すると、回転電機３８の磁石の逆起電力によって各相コイルに電流が発生する。その電流は各相アームを流れることになるが、１相短絡故障が生じているので、他の相電流に比べ、１相短絡故障が生じた相電流に集中して大きな電流が流れることになる。
【００４９】
このように、回転電機３８の特定の相コイルに集中して大電流が流れると、回転電機３８のコイルエンドが過熱される。回転電機３８が収納される筐体の内部には循環冷却用流体が充填されているので、コイルエンドが浸漬している循環冷却用流体が過熱する。循環冷却用流体としては、油であるＡＴＦが用いられるので、ＡＴＦが過熱されて白煙を生じることがある。つまり、故障した車両１０を牽引していると、その回転電機ユニット４０から白煙が生じ得て、ユーザに火災発生ではないか、と誤認されるおそれがある。
【００５０】
これが、図１のような牽引状況の下で生じる問題であり、本発明が解決すべき課題である。そこで、以下に、車両制御システム１００の構成と作用について説明する。
【００５１】
図５は、車両制御システム１００において、回転電機ユニット４０に関係する部分を示す図である。回転電機ユニット４０は、回転電機３８と、回転電機３８と潤滑冷却用流体５０とを収納する筐体５２と、筐体５２に開閉弁５８を介して接続されるブリーザ７０を有して構成される。開閉弁５８には、制御装置１８の閉弁処理部７２からの信号線が接続される。
【００５２】
筐体５２は、回転電機３８の構成要素を収容するケースで、いわゆるモータケースである。ここでは、筐体５２として、上部が開口する容器状の形態が示されており、その上部の開口を気密に覆うものとして、蓋５４が設けられる。勿論、容器状の筐体５２と蓋５４を一体化した構造としてもよい。
【００５３】
回転電機３８は、筐体５２に回転自在に支持される回転軸４２と、回転軸４２に取り付けられ回転軸４２と共に回転する回転子であるロータ４４と、筐体５２に取り付けられる固定子であるステータ４６とを含んで構成される。ロータ４４には永久磁石が設けられ、ステータ４６には、各相コイルが巻回される。コイルエンド４８は、ステータ４６に巻回された各相コイルがステータ４６の外側を通る部分で、ステータ４６の軸方向の両端にそれぞれ突き出す形状を有する。
【００５４】
回転電機３８は、ステータ４６に巻回される各相コイルに所定の各相駆動信号がインバータ回路２４から供給されると、回転磁界が生じ、その回転磁界とロータ４４の永久磁石との協働で、回転軸４２に回転駆動力が生じる。このようにして、回転電機３８は、インバータ回路２４によって駆動されて回転駆動力を回転軸４２に出力する。
【００５５】
筐体５２の内部に充填される潤滑冷却用流体５０は、回転電機３８が動作するときの回転軸４２の回転摩擦を減少させる潤滑作用と、各相コイルの発熱を冷却する冷却作用を有する流体である。具体的には、かかる潤滑冷却用流体５０として、ＡＴＦと呼ばれる潤滑作動油を用いることができる。潤滑冷却用流体５０は、回転電機３８が作動すると、図示されていない循環ポンプ等によって、筐体５２の上部に汲み上げられ、そこからステータ４６のコイルエンド４８、ロータ４４に滴下される。
【００５６】
潤滑冷却用流体５０は、筐体５２に充填されるとき、筐体５２の底部に貯留され、その底部におけるステータ４６のコイルエンド４８を浸漬する程度の油面高さの量とされる。図５は、回転電機３８が動作していないときの様子で、ちょうどそのような油面高さに、潤滑冷却用流体５０が筐体５２の内部に充填されている。油面高さは、回転電機３８の仕様に応じて、適宜変更できる。例えば、回転電機３８が動作していないときにロータ４４の一部に掛かる程度の油面高さとすることで、循環ポンプを用いずに、ロータ４４の回転によって潤滑冷却用流体５０を掻き揚げるものとすることもできる。
【００５７】
ブリーザ７０は、筐体５２と蓋５４で区画される密閉室内の圧力である室内圧を外気環境の圧力である外気圧に追従させるための気体連通部である。また、ブリーザ７０は、筐体５２と蓋５４で区画される内部空間に充填される潤滑冷却用流体５０が外部に漏れない構造を有している。例えば、図５に示されるように、ラビリンス状の気体連通路を設けるものとできる。
【００５８】
開閉弁５８は、筐体５２とブリーザ７０とを接続する接続部５６に設けられ、電気信号で開閉する弁である。具体的には、蓋５４に開口部が設けられ、その開口部と、ブリーザ７０の下部に設けられる接続口とを接続してパイプ状の接続部５６が設けられる。そして、接続部５６のパイプ状の途中に開閉弁５８が設けられる。
【００５９】
閉弁処理部７２は、制御装置１８の一部であって、開閉弁５８の閉弁処理を実行する機能を有する。上記のように、ブリーザ７０は室内圧を外気圧に追従させて、回転電機３８の絶縁破壊等を防ぐ目的を有しているので、回転電機３８が作動する車両１０の走行中には、大気連通を確保する必要がある。したがって、閉弁処理部７２は、潤滑冷却用流体５０が過熱される所定条件のときに、初めて開閉弁５８を閉状態とするようにし、それ以外は開閉弁５８を開状態に維持するように処理を実行する。
【００６０】
潤滑冷却用流体５０が過熱される所定条件のときの１つは、上記のように、インバータ回路２４が１相短絡故障した場合である。特に、その後に車両１０が故障車両とされて、救助車両８に牽引される場合に、潤滑冷却用流体が過熱されるおそれがあるので、車両１０が牽引されるときを、所定条件の１つに数えることができる。具体的には、通常は、開閉弁５８を開状態に維持し、図４で説明したＲＥＡＤＹ信号がオンからオフに変化するときに、開閉弁５８を閉じる処理を行う。
【００６１】
その様子が図４の閉弁信号に示されている。すなわち、閉弁信号は、通常は開状態で、１相短絡故障診断信号が正常状態から故障状態に変化し、その後ＲＥＡＤＹ信号がオンからオフに変化する時間ｔ2において、閉状態となる信号である。通常は開状態であるので、この開状態から閉状態となることを、閉弁信号が出力されたと呼ぶことができる。閉弁処理部７２は、この閉弁信号を開閉弁５８に供給する機能を有する。
【００６２】
なお、開閉弁５８は、一旦閉信号が供給されると、開閉弁５８が閉状態となり、その状態は、電源が切られても維持される。そして、電源が入るときの初期化処理によって、開閉弁５８が開状態に戻されるものとできる。このような開閉弁５８は、例えば、トリガ駆動方式等のものを用いることができる。
【００６３】
図５は、閉弁処理部７２が閉弁信号を開状態のままで開閉弁５８に供給している状態を示している。したがって、開閉弁５８は開状態で、筐体５２と蓋５４で区画された室内空間は、ブリーザ７０によって、外気と気体連通状態である。
【００６４】
図６は、インバータ回路２４に１相短絡故障が生じたときの様子を示す図である。上記で説明したように、１相短絡故障が生じてＲＥＡＤＹ信号がオンからオフに変化する時点で閉弁信号が閉状態とされて、これが開閉弁５８に対して出力される。これにより、開閉弁５８が閉状態となって、筐体５２と蓋５４で区画された室内空間は、外気と気体連通が遮断されて密閉空間となる。
【００６５】
このように、インバータ回路２４に１相短絡故障が生じて、ＲＥＡＤＹ信号がオンからオフに変化した時点で、開閉弁５８が閉じられるので、コイルエンド４８が過熱し、過熱された潤滑冷却用流体５１が気化し、白煙５３が生じたとしても、その白煙５３は、筐体５２と蓋５４で区画された室内空間にとどまる。すなわち、図１で説明したように、牽引によって駆動輪１２が回転し、そのためにコイルエンド４８が過熱し、過熱された潤滑冷却用流体５１が気化して白煙５３を生じても、その白煙５３がブリーザ７０を介して外部に流出することがない。
【００６６】
上記では、ＲＥＡＤＹ信号がオンからオフに変化する時間ｔ2において閉弁信号が開状態から閉状態に変化するものとしたが、１相短絡故障診断信号が正常状態から故障状態に変化する時間ｔ1において閉弁信号が開状態から閉状態に変化するものとしてもよい。その他の信号であっても、１相短絡故障診断信号が正常状態から故障状態に変化する時間ｔ1以後で、その故障に関連する信号が出力される場合には、その信号によって閉弁信号が開状態から閉状態に変化するものとしてもよい。
【００６７】
また、図１のように、車両１０が他の牽引手段である救助車両８によって牽引されるときに、車両１０のＩＧスイッチがオフされたままであると、車両１０のステアリングハンドルが利かないので、牽引ができない。そこで、故障車両を牽引するときには、故障車両のＩＧスイッチをオンし、そのシフトをニュートラルにするのが一般的である。車両１０が電気式シフトを備えている場合には、シフトをニュートラルに設定したときにニュートラル信号が出力される。そのニュートラル信号に同期して、閉弁信号を出力し、開閉弁５８を開状態から閉状態とするものとしてもよい。
【００６８】
また、車両１０が他の手段によって牽引されるときに操作される牽引状態指示ボタンを有している場合には、その牽引状態指示ボタンが押されたときに、閉弁信号を開状態から閉状態に変化させて、これを開閉弁５８に出力するものとしてもよい。
【００６９】
上記では、潤滑冷却用流体５０が過熱される所定条件のときの１つとして、インバータ回路２４が１相短絡故障した場合を説明したが、この他に、車両１０が非常に重負荷となって、潤滑冷却用流体５０の温度が高くなりすぎるときも、所定条件の１つに数えることができる。この場合には、そのことを示す異常信号が出力されて、車両１０の負荷を軽減し、車両１０を停止する等の制御が行われることが多いが、車両停止処理等と合わせて、閉弁処理を行うものとすることができる。
【００７０】
上記では、開閉弁５８が電気信号で開閉する弁であるとして説明したが、開閉弁５８を機械的に作動する機械式開閉弁としてもよい。図８は、機械式の開閉弁５８を用いる場合の車両制御システム１０２の構成を説明する図である。ここでは、上記のように、故障車両を牽引するときには、故障車両のＩＧスイッチをオンし、そのシフトをニュートラルにするのが一般的であることを利用し、シフトのニュートラルに連動して、機械的に開閉弁５８を開状態から閉状態にする。
【００７１】
図７において、操作ケーブル７８は、適当な強度を有し、引っ張ることで伸縮しない材料で構成され、一方側を引っ張ると、その引張量だけ他方側が移動するケーブル部材である。操作ケーブル７８は、一方端７４が開閉弁５８の機械的に作動する開閉手段に接続され、他方端７６が車両１０のシフト状態設定機構８０に設けられる操作ケーブル他方端接続機構８１に接続される。
【００７２】
ここで、シフト状態設定機構８０が電気式の場合は、上記で述べたニュートラル信号を用いて閉信号を出力する方法を利用できるので、ここでは、シフト状態設定機構８０がシフトレバーの機械的操作によってシフト状態を設定する機構として説明する。操作ケーブル他方端接続機構８１は、シフト状態設定機構８０において、シフト状態が通常走行状態からニュートラル状態に変化するときに、操作ケーブル７８の他方端７６を移動させ、これによって操作ケーブル７８の一方端７４を移動させる機構である。
【００７３】
図７では、シフトレバーが支点を中心に回転するものとして、支点を挟んでシフトレバーの操作部の反対側の端部に操作ケーブル７８の他方端７６が取り付けられる操作ケーブル他方端接続機構８１が示されている。これ以外でも、シフト状態設定機構８０がニュートラル状態とされるときに、その変化に応じて操作ケーブルの他方端７６を移動させるものであればよい。
【００７４】
図８は、シフト状態設定機構８０において、シフト状態が通常走行状態からニュートラル状態に変化したときに、操作ケーブル７８が白抜矢印の方向に移動し、開閉弁５８が閉状態となる様子が示されている。このように、機械式の開閉弁５８と操作ケーブル７８を用いることで、電気回路を要せず、また、電気式開閉弁におけるトリガ作動駆動方式の制約も要せず、電気回路の初期化も要せず、簡単な機構で、開閉弁５８を開状態と閉状態との間の変更を行うことができる。
【００７５】
また、シフト状態設定機構８０を用いずに、救助車両８等の他の牽引手段によって牽引されるときに用いられる車両１０のフック等の牽引用係止部に、操作ケーブルの他方端を接続するものとしてもよい。この場合には、牽引のときに、車両１０のフック等の牽引用係止部に牽引力が懸けられるので、その牽引力によって操作ケーブルの他方端を移動させ、その一方端に接続される開閉弁５８の開閉手段を開状態から閉状態に変化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明に係る車両制御システムは、回転電機を搭載する車両の制御に利用できる。
【符号の説明】
【００７７】
６  路面、８  救助車両、１０  車両、１２  駆動輪、１４  ＰＣＵ、１６  蓄電装置、１８  制御装置、２０  インバータ部、２２  電圧変換器、２４  インバータ回路、２８，３０，３２       電流、３８  回転電機、４０  回転電機ユニット、４２  回転軸、４４  ロータ、４６  ステータ、４８  コイルエンド、５０，５１  潤滑冷却用流体、５２  筐体、５３  白煙、５４  蓋、５６  接続部、５８  開閉弁、７０  ブリーザ、７２  閉弁処理部、７４  一方端、７６  他方端、７８  操作ケーブル、８０  シフト状態設定機構、８１  操作ケーブル他方端接続機構、１００，１０２  車両制御システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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